TA的每日心情 | 奋斗 2021-5-1 20:26 |
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摘 要:' i- W' F, n3 J& r/ D P
本文针对微蜂窝环境中无线接收信号的特性分析问题,将射线跟踪方法与随机性模
: ~. E% t. |: X3 ~! L& U5 c! ]型相结合,建立了基于虚拟源树的二维射线跟踪模型和宽带多径模型,并采用Matlab; y$ P6 ?8 F6 E
软件对模型进行求解和验证。
/ S1 @/ [ Q8 E% L$ @$ _; g(1) 基本问题:利用射线追踪法获取电磁波的传输路径主要存在两个难题。一是5 }' W o% K, z( b$ H
由于发射角量化精度不够,导致丢失路径;二是随着反射和绕射次数的增加,算法复杂
4 w7 X2 Y, F m/ s$ Y度急剧上升。针对这一问题,本文采用基于虚拟源的射线追踪法获取路径。首先,算法* D/ I% `; Z( o6 I& J* ^
无需进行发射角量化,不易丢失路径;再次,根据城市模型的特性,提出了“虚拟墙”、
: z. c. w7 V$ C- V1 }“透光区”以及“光扇区”等概念,用来判定虚拟源的有效性,能够大幅度降低算法复/ a2 ~- b2 V; {
杂度。同时,本文利用树状结构存储电磁波的反射与绕射信息,通过深度优先算法建立! }) q& t3 a p w
搜索树,在创建多叉树的同时,也完成了有效路径的获取,无须再次遍历,算法效率较
4 i1 b$ n( Z2 h高。6 Y. l( j3 H& |( `) d% t) k
通过分析多对收发点的路径信息,获得了关于电磁波传输路径的三点规律:“十字
8 E: Z+ b" t& ?0 U; N( T路口”的传输路径很丰富;两点距离越远,传输路径数相对越少;传输路径数目关于地& s: O, K$ l' ^/ V: z) Q9 m. `
理位置是连续变化的。利用这些规律,能够在一定程度上指导基站设计和天线阵列方向. D8 b. U/ ?/ Q5 |
图选择。4 A+ z# r/ b: G
(2) 宽带问题:现实环境中电波的传播过程是随机过程,射线跟踪方法是确定性% L9 g. G2 U# @$ Z
方法,无法全面的描述多径传播的随机性。基于此,本文首先引入随机的初始相位对多% `! c e3 V# e% u3 R! S) c
径传播模型进行校正,使其具有随机性,然后利用时间平均代替集平均的方式,分析多! o7 B8 [5 T: n% Y) `
波传播过程的包络统计特性,并且利用分布拟合检验方法对其概率密度函数进行判断,
7 t+ v5 u5 Z$ N3 X/ G' V( [' Y发现多径传播的包络服从莱斯分布,并且与发射节点和目的节点位置有关,最后,针对- C5 U6 l* \4 y6 _" F) E9 S
存在多个单频信号的宽带模型,利用统计学工具,对模型进行简化分析,通过计算相关4 T# t' U) f4 w# P
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/ U# }2 K7 T) s; V% @( |性, 包络特性, 包络特概率 密度函数 等参量 ,发现当 ,发现当 只存在单径传输时,各个频点信号的包络 只存在单径传输时,各个频点信号的包络 近似 相同 ,即信道是平 ,即信道是平 坦衰落 。而 各个频点的合成信号 的包络随机变化,并且服从 包络随机变化,并且服从 瑞利 分布, 当存在 多径, 但是在单个频点传输时多径, 但是在单个频点传输时多径 的合成包络随机变化,并且服从瑞利 的合成包络随机变化,并且服从瑞利 分布 ,上述性质 均与实际相符,从而 验证 了所提模型的合理性。
- Q- n* X }; N关键 词: 射线 跟踪方法 ;虚拟源; 多叉树
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